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初中生物遗传学知识点

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初中生物遗传学知识点

初中生物遗传学知识点范文第1篇

一、明确目标,聚集问题,突出主题

微课时间一般控制在5-8分钟,不可能涵盖一节传统生物课所有的知识目标,即便是一个知识点,也要有选择地阐述重点内容,不能一味地求全求多,因此必须明确和细化微课的教学目标。我在制作苏教版八上《五彩缤纷的植物世界》介绍“被子植物能适应各种生活环境”这一微课时,起初我既想用图片展示被子植物结构,又想完成观察活动,还想加上被子植物在各种环境中生活的视频。于是找了一系列的图片资料、还用视频记录了学生观察校园中的被子植物活动。后期剪辑时发现,整个微课时间超过了10分钟,失去了微课短小精致的特色。于是再简化细化目标,将重点放在充分展示被子植物适应环境能力特别强的方面:利用PPT讲解对比了被子植物与低等植物的根系,再用Flas演示了发达的根系吸收水分、无机盐的生理活动,又用摄像机拍摄了对江南“水八鲜”中的藕、水芹实物的纵切与横切面的观察,露出其发达气道,最后用大量图片和后期配音展示不同被子植物生长在各种环境中并总结。剪辑后的微课,不仅保留了传统授课的PPT、图片和Flash等,还有真人实物解剖、场外旁白,紧凑贯穿于6分钟的微课视频中,做到了教学目标细致明确。

二、数码显微,视频记录,展现要点

显微镜是初中生物教学中重要的观察器具,也是生物学科特有的实验工具。而网络上可用的显微镜视野下的视频较少,所以,充分利用数码显微镜的照相、摄像功能是制作初中生物教学微课的关键一步。苏教版七上《植物生长需要水和无机盐》一节中,“质壁分离”内容在课本上只用了抽象的模式图来表示,学生在实际学习中不容易理解。在处理这个知识点上,我制作了一个《质壁分离》的微课。备课时,我参考了高中教材中的实验步骤,准备了洋葱、蔗糖溶液、滴管、玻片等实验器具,用摄像机记录了我在实验室完成这个实验的过程。利用显微镜观察质壁分离现象是一个缓慢的过程,找到清晰的物像后,打开摄像功能,记录视野中细胞失水的过程。接着完成复原实验,同样用视频记录。后期制作时,除了PPT的图片展示、语言讲解外,显微镜视野下观察到的动态现象以X4的速度进行编辑,在短短2分钟里,就能看到洋葱鳞片表皮细胞明显失水和吸水的现象,微课展示出的效果非常明显。

当然,还有很多现象可以利用数码显微镜的摄像功能来记录并进行后期加速编辑,如草履虫的应激反应、单细胞生物的运动、酵母菌的出芽生殖等,这些都是此类微课制作最关键的一步。

三、实验微课,学生动手,强化操作

初中生物教学中,实验是重要的一部分。重点实验的传统教学,先让学生了解实验目的、步骤以后再亲手操作,完成实验报告。而通常实验前后,学生都非常兴奋,注意力只能关注某个环节,虽然能在教师的指导下完成实验,但对实验整体过程的认识有一定欠缺。所以制作相应的实验微课,与学生完成实验报告、练习题等相结合,复习效果特别好。苏教版七上重点实验《绿叶在光下产生淀粉》微课制作,在全班进行实验课时,我用视频记录某组学生实验操作的完整影像,其中包含暗处理、部分遮光、酒精脱色后呈黄白色、碘液染色后的特写。通过后期视频编辑,结合PPT、图片等文字材料,完整地呈现实验原理、实验前的准备、实验时各环节重难点的特写、水浴加热以X8的加速编辑,最后让该学生自己进行配音讲解,分析实验结果。一共7分钟,一气呵成、完整连贯。

所以,针对重点实验制作微课,不仅让学生亲自完成实验,并用视频的方式记录完整过程,在复习课进行微课回看,对学生的复习巩固起着事半功倍的效果。

四、展现微观,突破难点,深入浅出

苏教版七年级下册《生物圈中的人》有关人体细胞、组织等内部结构,学生既熟悉又陌生。利用微课展示微观的世界,生动有趣。在制作《受精过程》微课过程中,我下载了《Discovery》中经典的与卵子突破重重阻碍相结合的一段,并多点截取了配合初中教材的片段,既保留了原汁原味的英文解说,又在其中穿插了我制作的Flas演示精卵结合的路线、特写精卵结合瞬间的图片等,再配合后期旁白解说,使得这段5分钟的微课切合初中生物教学目标、符合初中学生认知规律,凸显了微课展现微观世界的优势,此微课获得区一等奖。

《人的性状和遗传》这节微课,更能体现出微课将抽象难懂的知识深入浅出的优势。由于是比赛作品,设计制作各环节都要细致考虑,甚至包括每一幅PPT的背景颜色、字体大小与粗细。在如何解释显性基因、隐性基因、显性性状、隐性性状时,经过团队讨论,我们将传统授课中以透明塑料片代表隐性基因、纸片代表显性基因的这几个教具组合拍成实物照片,再运用PPT自带的动画形式配以文字标注,制作成一组带有字幕、旁白讲授的视频片段。这段微课突破了传统授课时视频与讲述相对独立等局限,将初中生最难理解的遗传学知识点用最直观的方式体现,并能反复观看认知,突破了抽象知识讲授的难点。

初中生物遗传学知识点范文第2篇

关键词:高中生物;遗传;教学;人文教育

中图分类号:G632 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2013)19-213-01

在高中生物教学中,“遗传的基本规律”是一个重点和也是一个难点,关于该部分的有些问题值得进行认识上的探讨和教学上的改进,使得在进行科学教育的同时渗透人文教育,从而达到提升学生生物学素养的目的。

一、在“遗传的基本规律”教学中发现的问题

笔者在进行高中生物 “遗传的基本规律”教学时,讲述孟德尔的豌豆杂交实验以及对豌豆杂交实验的解释时,发现大多数学生似听非听,注意力不是很集中,当引导学生自行分析某些较为浅显的问题的时候,又不知所云,而且这一现象在不同的班级均有显现。课后了解到:初中生物八年级下册便在“基因的显性和隐性”讲述过这部分内容的,而且孟德尔的豌豆杂交实验早就在科普书上读过了。现在都高中了还讲这些,太小儿科了,没有听的价值。

虽然学生在初中时候学过孟德尔的豌豆杂交试验,但多数学生不了解遗传基本规律的具体的创建过程,以及围绕该实验应掌握的核心知识,比如,不少学生认为孟德尔就只做得豌豆杂交试验,得出了基因分离定律和自由组合定律。而忽略了这位遗传学家还总结出科学的遗传研究方法,并提出“遗传因子”假说,为遗传学的诞生和近代颗粒遗传理论的发展奠定了基础。对此问题的误解还表现在,学生在被问及怎样解释基因分离现象以及为什么孟德尔的要用测交实验来验证实验结果的时候,许多学生不着边际胡乱说几句或者干脆答不上来。

如果这一系列的问题没有得到有效的解决,那这一部分的教育便没有达到科学教育的目的,更难实现人文教育,也就无法涵养人文精神。因此,在遗传的基本规律教学中应重视以下几个问题:①重视孟德尔设计实验的科学程序的讲解:从物质到意识、现象到本质、特殊到一般、偶然性到必然性循序渐进地揭示了基因的分离定律,不可只揭示实验结果。②阐明孟德尔精心选择豌豆作为试验材料的道理,以及杂交技术的要点。③用数理统计方法定量分析试验结果。④高中教材中,这一部分所占的比重较大,考试所占比例也大,教师应注重理论与实际联系,加强对基本规律的理解。⑤本节内容知识点多,知识面广,而且知识点分散,跨章节多,新概念多再加上新的研究方法,使得这部分内容较难把握,教师应作好充分准备。

二、相关问题的探讨和教学改进建议

1、引导学生挖掘遗传的基本规律探寻过程中所蕴含的观点

孟德尔祖籍德国,贫寒的家境让他靠当家庭教师挣几个钱糊口,才勉强读完了中学。在奥尔缪茨大学哲学学院毕业后,孟德尔进入了奥古斯丁修道院。在修道院里,他矢志投身科学的心意弥坚,长年潜心于植物杂交实验,坚持不懈,终于在遗传研究上作出了划时代的发现。

起初,孟德尔的豌豆杂交实验,并不是有意为探索遗传规律而进行的。他的初衷是为了获得优良品种,只是在试验的过程中,逐步把重点转向了探索遗传规律。他首先在生物学领域引入了实验物理学的方法和理论,使用纯种豌豆进行实验,并用统计学的方法来处理实验数据。通过实验和分析,他发现了植物性状遗传的分离和组合的规律,并由此提出了遗传的显性和隐性原理,阐明了在控制生物的性状上,存在一种“遗传因子”的思想。1865年,他把自己的发现和理论阐述写成,这就是著名的《植物杂交试验》。可惜的是,在当时的生物学界,没有人能理解他的方法和他的发现的真正意义。到了1900年,人们才突然在图书馆里发现了他的《植物杂交试验》这篇划时代的论文,才理解了它的含义。这时,他已去世16年;距他的时间,已经35年。

以上对于孟德尔遗传的基本规律研究的揭示,对于培养学生的人文素养的意义在于:

首先,孟德尔刻苦学习的探究精神和投身科学的坚持不懈,让学生们了解到科学的道路没有一帆风顺,唯有不懈攀登的人才能达到光辉的顶点。成功需要扎实的专业基础,顽强的拼搏、充分的学习和借鉴前人的研究成果,成功就是1%的灵感加上99%的汗水。

其次,通过性状分离比的模拟实验让学生在实践中体会孟德尔的科学研究遗传学的方法,以及孟德尔科学严谨的实验研究过程。第三,孟德尔早年的刻苦努力的学习,让他能用数学上统计学的方法来分析植物实验结果。这种把生物学和统计学、数学结合了起来的研究方法,为他的成功又一次铺平的道路。所以,即使是同时代的博物学家很难理解他论文的真正含义。通过对这些知识的学习,可以培养学生在学习的过程中注重全面发展的意识,不断提高学生学科均衡发展的能力。

2、引导学生了解遗传的基本规律的价值,从而认识生物学教学的价值

初中生物遗传学知识点范文第3篇

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1.1 知识目标

(1) 简述杂交育种的概念,举例说明杂交育种方法的优点和不足。

(2) 举例说出诱变育种在生产中的应用。

(3) 讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用。

(4) 总结杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种异同点。

1.2 情感、态度与价值观目标

(1) 讨论育种科学技术发展是科学、技术和社会的相互作用。

(2) 体会科学技术在发展社会生产力、推动社会进步等方面的巨大作用。

1.3 能力目标

(1) 尝试将获得信息用图表、图解的形式表达出来。

(2) 运用遗传和变异原理,解决生产和生活实际中的问题。

2 教学重点和难点

2.1 教学重点

遗传和变异规律在改良农作物和培育家畜品种等方面的应用。

2.2 教学难点

(1) 杂交育种和诱变育种的优点和局限性。

(2) 用遗传图解表示各种育种过程。

3 学情分析

初中生物课中关于人类应用遗传变异原理培育新品种的内容使学生对选择育种与杂交育种有了初步的了解。学生已学习过分离定律与自由组合定律,为理解传统育种方法所依据的遗传学原理打下了基础。在本节教学中,教师可以指导学生搜集我国在育种实践方面取得成功的事例,分析其中包含的遗传学规律,体会科学技术在发展社会生产力、推动社会进步等方面的巨大作用。

4 教学方法:讨论法、演示法

5 教学课时:1课时

6 教学设计思路

教学设计思路如图1所示。

7 教学过程

7.1 情景导入、展示目标

教师:课前以一副优美婉转的背景动画――竹林影动,加上水滴声的背景音乐,步入趣味性的课堂。接着按课件图片的顺序,先向学生展示古印第安人培育玉米、驯化牛的过程;再向学生展示现在的耕牛、玉米的各种优良品种的图片,同时展示袁隆平院士的“中国梦”,引起学生的兴趣。

7.2 认知冲突、问题铺线

教师:这些优良的品种,都是人们利用生物的变异,通过长期的选择,汰劣留良,培育出来的优良品种。但是这种选择育种的方法周期长,可选择的范围又有限,有些品种只在某一方面优势,而另一方面却不良等,不能满足日益增长的人们的需要,那么有没有更加新颖方便的方法呢?

7.3 情景假设、学习新知

(1) 学习杂交育种。

教师提供资料:农民伯伯现在遇到了这样的麻烦:

现有纯合的高秆抗锈病的小麦(DDTT)和矮秆不抗锈病的小麦(ddtt),小麦高秆(D)对矮秆(d)为显性,抗锈病(T)对不抗锈病(t)为显性。

并提出问题:你用什么方法能把两个品种的优良性状结合在一起,又能把双方的缺点都去掉,得到矮秆抗病的优良品种(ddTT)?将你的设想用遗传图解表示出来(用箭头、关键词写出育种的遗传图解)。

学生:分组讨论,每人都在作业本上尝试书写。教师并要求两位学生在黑板上书写,听课的学生对各小组的方案进行评价。

教师:从上述的汇报交流中,我们发现大家使用的方法都是――杂交育种,看来你们已经尝试从理论上探索杂交育种的方法了。现在我们来分析各组的方案是否科学规范。

(再次出示各小组的遗传图解)由学生指出其优点和不足以及自己的疑问。

教师多媒体展示探究思考题:

① 杂交育种蕴含着哪些遗传学规律?

② 如何判断显隐性?

③ 若要选择的品种是双隐性、一隐一显、双显性的,如何选择得到纯合子?

学生分组讨论,发言。

教师点拨、解答学生的问题:杂交育种依据的遗传学原理就是:基因的自由组合规律,即通过杂交,把生物不同品种间的基因重新组合,以便使不同亲本的优良基因组合到一起、从而创造出对人类有益的新品种。

教师点评:

表现型中9/16是高秆抗病、3/16是矮秆抗病、3/16是高秆不抗病,剩下1/16是矮秆不抗病。根据自由组合定律,在F2中矮秆抗病(一显一隐)品种占总数的3/16。

教师:我们得到的这种具有杂种优势的品种可以代代遗传吗?

学生:不可以,因为其中有2/16的植株是杂合体,它的下一代会出现性状分离。

教师:那么,如何能得到可以代代遗传的优势品种?

学生:要想得到可以代代遗传的优势品种,就必须对在F2中所得到表现型为高产抗病(一显一隐)的植株连续自交和育种,逐步淘汰不符合要求的植株,直到不再发生性状分离,就是我们要选育的能够稳定遗传的纯合子新品种――AAbb。

教师:通过上述分析,请给杂交育种下一个合理的定义。

学生:杂交育种就是将两个或多个品种的优良性状通过集中在一起,再经过选择和培育,得到新品种的方法。

教师:请举出我国在杂交育种方面成就。

学生:袁隆平的杂交水稻,中国荷斯坦牛等。

教师:综上所述杂交育种的优点是很明显的,但是在实际操作中,会遇到不少困难。请从杂交后代可能出现的类型,以及育种时间等方面,分析杂交育种方法的不足。

教师:杂交育种只能利用已有基因的重组,按需选择,并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象,育种进程缓缦(一般需5~7年),过程繁琐。这些都是杂交育种方法的不足。有没有更好的育种方法来弥补这些缺点呢?

(2) 学习诱变育种。

教师:播放短片“餐桌上的世纪争议”,出示幻灯片。

学生讨论并总结诱变育种的概念以及原理优缺点和应用。

教师提出问题:① 与杂交育种相比,诱变育种有什么优点?

② 联系基因突变的特点,谈谈诱变育种的局限性。

③ 要克服这些局限性,可以采取什么办法?

学生:① 创造新的基因,提高变异频率,加速育种过程,可大幅度改良某些性状;变异范围广。

② 由于突变的不定向性,有利变异少,必须大量处理材料,因此该种育种方法具有一定的盲目性。

③ 要想克服这些局限性,可以扩大诱变后代的群体,增加选择的机会。

教师给予鼓励,并小结杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种4种育种方式(表1)。

8 教学反思

由于很多内容学生已经学习过如基因的自由组合定律、基因突变以前都学过,所以采用温故知新――杂交育种的技术方法――诱变育种的技术方法――知识扩展――总结的方法来讲授新知识。本节课的设计也能把理论与实践充分地结合在一起。例如在杂交育种技术的学习中,教师举例:利用高抗和矮感的小麦来设计如何出矮抗的小麦。通过学生的动手操作,使知识更能贴近生活,学以致用。课程改革的目标要求教师应具备对知识体系熟练,应对课堂教学要自如,教学中注重学生的差异性。在教学中,教师能注重学生的差异性,例如在杂交育种的设计实验中,大部分学生不太理解最后得到矮抗的比例,教师能放慢教学一步步解释。同时,教师教态自然、随和,给学生以亲近的感觉。

初中生物遗传学知识点范文第4篇

【关键词】 科学本质 科学知识 科学方法 科学精神 课堂教学

科学教育的一个重要的目标是培养具有科学素养的人,而科学素养的核心组分就是对科学本质的理解。《义务教育生物学课程标准》(2011年版)“课程性质”部分明确提出:“义务教育阶段的生物学课程是自然科学领域的学科课程,其精要是展示生物科学的基本内容,反映自然科学的本质” 。生物学作为自然科学课程的一个分支,在科学本质的教育上,理应承担起应有的责任和道义。人们一般认为,科学是科学知识、科学方法和科学精神三个方面组成的一个不可分割的有机整体。课堂教学作为教学活动的基本组成部分,课堂学习必然成为学生人生中一段重要的生活经历,影响着他们当前及今后的多方面发展和成长。因此,站在学生发展的角度,站在生物学科责任的高度,在教学实践中,我们大胆尝试,努力构建融“科学知识、科学方法、科学精神”于一体的生物课堂,力求在潜移默化中帮助学生理解科学的本质,沐浴科学理性的光辉。本文以义务教育课程标准 “说明dna是主要的遗传物质”的具体内容为例,阐述课堂教学中是如何进行科学本质教育的。

1. 关注科学知识——在教学中凸显概念教学

中国科学院院士黄昆教授曾说:“客观的规律我们一般都是通过一定的科学概念去认识的,而这些概念本身就在一定程度上反映着规律的本质。”诺贝尔奖获得者李政道博士也多次提到:“在学习中,一定要把基本的要领搞清、记牢。”《义务教育生物学课程标准》(2011年版)的最大变化之一就是在内容标准的每一个主题下,都增加了 “教学中,教师要帮助学生形成以下的重要概念……” 概念教学的重要性由此可见一斑。因此,我们如果关注科学知识的学习,就毫无疑问地要在教学中凸显概念教学。

例如在整体上,我们注重“概念梳理”。济南版初中生物学《遗传的物质基础》一节中,教材首先在引言中描述了遗传的定义,然后编排了“细胞核是遗传的控制中心”和“ dna是主要的遗传物质”两目内容。本节课对应的课程标准中要求学生形成的重要概念是“ dna是主要的遗传物质。基因是包含遗传信息的dna片段,它们位于细胞的染色体上。遗传性状是由基因控制的”。针对课程标准要求和教材内容,我们抓住“遗传的物质基础”这一主线,围绕“遗传”这一概念,将“细胞核——染色体——dna——基因”这一组概念由宏观到微观、从现象到本质按照四个层次前后贯通起来,并融合遗传物质的结构、成分、作用等知识,使得学生也能围绕“遗传的物质基础”这一内容,发掘本节出现的概念(如遗传、染色体、dna、基因等)间的内在联系,通过概念图、思维导图等形式,使学生能在更高的层次上、从整体上予以把握和理解概念的本质,形成知识体系。

又如在细节上,我们着力“概念理解”。如在学习“基因”这一概念时,教材只是给出这样的文字“dna上有许多与遗传相关的片段”“不同的基因贮存着不同的遗传信息,也就是说生物表现出的不同特征是由不同的基因控制的。”显然,这样的简要描述比较抽象,为了让学生便于理解,我们使用了拼图的方法,即用卡通画的形式分别画出人的头发、眉毛、眼睛、鼻子、嘴巴各三种,并且在每一个特征的旁边都写出了其特定的碱基序列。操作时学生两个人一组,每一组都得到头发、眉毛、眼睛、鼻子、嘴巴各三种图片和一张空白脸的纸,学生根据自己的喜好进行选择,把选定的特征剪下来拼成一张卡通人物的脸,并在其左侧按照头发、眉毛、眼睛、鼻子、嘴巴的顺序把相应的碱基序列贴上。然后小组依次把画贴在黑板上进行比较。因为选的碱基序列不同,所以拼出的脸也不一样。学生惊奇地发现全班的卡通人物居然没有人拼得一样。为什么出现这样的结果呢?我请学生来计算这张脸的组合方式共有多少种,大家通过计算发现竟然有35即243种之多。其实这才涉及五个特征,人的形态、生理特征远有成百上千之多,都考虑在内的话又有多少种组合呢!此时,学生对于“基因是包含遗传信息的dna片段,遗传性状是由基因控制的”的重要概念已深有感触并且深刻理解认同。

再如在练习中,我们加强“概念巩固”。依据认识论的观点,一个完整的教学过程必须经过“由感性的具体发展到抽象的规定,再由抽象的规定发展到思维中的具体”这样两个科学抽象的阶段。作为一门研究各种生命现象和生命活动规律的自然科学,毫无疑问,生物学知识是从生活中来,最终还要回归生活的。学生学了生物学概念后,我们还要设法使学生所学的生物学知识走向生活和更为广阔的社会。在练习巩固阶段,我们有目的地选编一些生物学知识应用于生活的题目,用概念和原理去解答问题,使概念教学落到实处。如我们设置了这样一道练习题,“在日常生活中,你会发现同卵双生者长得几乎完全一样。你能运用所学的知识解释原因吗?”学生们分析的结果是:“因为同卵双生者是由同一个受精卵发育而来的,这对双胞胎就具有相同的细胞核;因为细胞核相同,所以染色体相同;因为染色体相同,所以 dna相同;因为dna相同,所以基因相同;因为基因相同,所以贮存的遗传信息相同;因为遗传信息相同,也就是建造生命的‘蓝图’一样,因此同卵双生者长得几乎完全一样。”很显然,这样的回答很精彩,这样层层深入、逻辑性强的分析、推理,体现了学生对科学知识从表面感知到本质理解的思考过程,深化了本节课中的概念学习。

生物学概念是反映生物学本质属性及特征的形式,是构成生物学知识体系的重要组成部分,处于学科知识最为本质和中心的地位。我们在求学生涯中,会学习很多的生物学知识,可是随着时间的流逝,一些知识渐渐地被淡忘掉了,但总是有那么一些知识依然清晰地保存在我们的脑海之中,甚至伴随我们一生,这就是一些重要概念,如与光合作用、呼吸作用、遗传与变异、生态系统等相关的知识。从某种意义上讲,凸显概念教学,帮助学生建构重要概念,对提高学生的生物科学素养,理解科学本质有着重要的意义。

2.学习科学方法——在教学中彰显探究理念

生物学是一门建立在观察和实验基础上的科学。科学家进行科学认识的基本方式是探究活动,科学知识是科学家在探究基础上获得的。因此,学生进行学习活动的基本方式应该是探究活动,学生理解科学及其科学本质的学习活动也应该是科学探究活动。探究式学习是新课程改革大力提倡的学习方式,无论是《生物课程标准》(实验稿),还是2011年版《生物学课程标准》都将“倡导探究性学习”作为课程基本理念之一。所不同的是,后者更加关注科学探究与科学本质之间的关系,其中增加了这样的文字描述:“生物科学不仅是众多事实和理论的汇总,也是一个不断探究的过程。科学探究既是科学家工作的基本方式,也是科学课程中重要的学习内容和有效的教学方式。本课程倡导探究性学习,力图改变学生的学习方式,帮助学生领悟科学的本质……” 显然,通过探究活动,有助于学生真正理解生命科学的研究方法和本质,并将对生命科学的理解和科学探究的经历内化为生物科学素养。

例如,在课的总体设计上,探究理念是“神”。《遗传的物质基础》一节中,教师将整节课置于一个大的探究背景下,让学生在探究理念的指引下,一步一步抽丝剥茧、层层深入地进行科学知识的学习,更为重要的是从中认识和学习科学方法。①科学探究的“提出问题”环节。课开始,当学生明确了遗传的概念之后,提出本节课的核心问题——“遗传同生物的其他生命活动一样,也有其物质基础。那么它的物质基础又是什么呢?”②科学探究的“猜想假设、实证推理、得出结论”环节,其大体过程如下:在问题的驱动下,学生的学习活动迅速进入一种“探索”状态,开始探究的“旅程”。师问:“除病毒外,生物体基本的结构和功能单位是细胞,生命的奥秘也一定藏在细胞里。细胞的基本结构是细胞膜、细胞质和细胞核,那么,你认为细胞中与遗传有关结构会是什么呢?”学生大胆猜测,之后通过分析“伞藻嫁接实验”和“克隆羊多利”的诞生过程,得出细胞核是遗传的控制中心。于是,“探索”线索转向“探秘细胞核”,“那么,细胞核里又有什么呢?”在观察洋葱根尖的细胞分裂装片,找到了染色体后,探寻的目光继而转向“探秘染色体”,“染色体的组成又是怎样的呢?”通过化学成分分析得知,染色体包含蛋白质和 dna。“那么遗传物质又会是谁呢?”科学家通过一系列实验,证明了dna是主要的遗传物质。“那么dna上又会有怎样的发现呢?”在对dna的研究探索中找到了dna上有许多与遗传相关的片段——基因,最终控制遗传的“秘密图纸”终于被找到了,那就是不同的基因贮存着不同的遗传信息,也就是说生物表现出的不同特征是由不同的基因控制的。

又如,在课的细节处理上,探究活动是“本”。在学习“细胞核是遗传的控制中心”这一内容时,教师先是选取了教材上的伞藻嫁接实验作为素材,并作如下处理:借助多媒体动画,说明实验的基本处理方法,让学生大胆猜测可能的结果。通过问题情境的呈现,学生容易得出新长出的伞帽形状由基部的假根来决定,为什么由基部的假根来决定,学生也容易猜测到是因为假根中有细胞核。这时教师设问:“在假根中不仅有细胞核,也有少量的细胞质,你能设计一个补充实验来进一步证明伞帽的形状是由假根中的细胞核决定的吗?”通过学生的讨论和教师的点拨,增加了一个核移植实验,即将其中一种伞藻的细胞核移植到去核去“帽”的另一种伞藻中,看其“帽”的形状。此时,这个实验不仅是对教材的一个很好的补充,更为重要的是将学生的思维进一步引向深入,在思维爬坡中让学生进一步深化对科学方法的学习,对科学本质的理解——“科学是格物致知的一种途径,其基本特点是以实证为判断尺度,以逻辑作论辩的武器,以怀疑作审视的出发点。”

德国哲学家叔本华曾说过:“记录在纸上的思想就如同某人留在沙滩上的脚印,我们也许能看到他走过的路径,但若想知道他在路上看见了什么东西,就必须用自己的眼睛。”探究学习是学生了解科学方法的重要过程,这是因为学生不可能简单地通过听教师讲授和自我记忆来真正理解和掌握科学方法。学生只有在参与探究的体验中,才能感悟科学方法,领会运用的精髓,从而更加深刻地认识和理解科学的本质和价值。

3.感悟科学精神——在教学中融合科学史实

科学作为人类的发明和思想方法,是人类文化的一个重要组成部分,也是一个不断发展和逐渐完善的事物。在其发生和发展的各个特定时期,都有许多科学家倾注大量精力,遭遇各种困境,经历无数失败,但又凭借着顽强毅力、聪明智慧和通力合作,才在科学的历史长卷中写下辉煌的一页。美国芝加哥大学教授、著名的生物学家、科学教育家施瓦布曾在bscs的“教师手册”中写道:“应提倡科学史,因为它关注的是人和事而不是概念本身……”。我国普通高中生物课程标准中实施建议部分明确提出“注重生物科学史的学习。学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生物世界的道路,理解科学的本质和科学研究的方法,学习科学家献身科学的精神。这对提高学生的科学素养是很有意义的”。显然,在生物教学中融合科学史实,不仅有助于学生理解生命科学知识和科学方法,还可以促使学生养成客观、创新、合作、质疑、坚忍不拔、积极进取等科学态度与精神。

例如,可以针对教材栏目完善生物史实。《遗传的物质基础》一节中,鲁版教材安排了栏目“相关链接”——dna奥秘的揭示,其文字描述如下:“1953年4月,在英国剑桥大学卡文迪什实验室里,美国科学家沃森和克里克,通过对dna的x衍射照片进行研究,建立了dna双螺旋结构模型,揭开了dna的奥秘,使遗传学的研究进入到分子水平。两位科学家也因此获得了诺贝尔奖。” 众所周知,dna分子双螺旋结构的重大发现,可是说是生物学史上具有里程碑式意义的一项重大事件。我国著名的生物学家谈家桢指出:“dna分子双螺旋结构的发现,不仅是生物科学的重大突破,也是整个自然科学的辉煌成就,其意义足以同迄今已有的任何一次科学发现相媲美”。因此,抓住这一生物学历史事件,挖掘其中蕴藏的科学精神成为本节教学的一个亮点。

于是,我们对这一科学史实进行了相关完善,鉴于dna双螺旋结构中很多生僻的专业术语超过初中学生的理解能力,此处主要针对科学家的团结协作、敢于创新的科学精神进行设计,补充了弗朗西丝?克里克、詹姆斯?沃森、莫里斯?威尔金丝、罗萨林?富兰克林等对dna双螺旋结构的发现做出重大贡献的四位科学家的史料。又如,还可以针对教材知识点拓展生物史实。对于教材“dna是主要的遗传物质”这一内容,我们抓住“主要”二字,对遗传物质的发现史进行简单补充,目的有二:一是展示dna 发现的科学历程,让学生感悟科学家的坚忍不拔、锲而不舍精神;二是让学生认识到科学的开放性,即科学是无止境的,承前启后的不断完善过程。据此,我们补充了“dna是主要的遗传物质的发现史”这一资料。因为初中学生知识水平和学习能力的限制,我们对有些事件只是提及而已(如肺炎双球菌的转化实验等),但当问到:“从上述生物学史当中,你有何收获或是感受?”时,学生们普遍认为:生物学的发展,凝结了无数科学家艰苦的劳动。没有坚忍不拔的毅力和不畏艰险的精神是不可能取得成功的。

在课堂上再现科学发现历程,不仅让学生体会到科学发现的艰辛与幸福,更为重要的是,科学家实事求是、务实严谨、团结协作的科学精神和敢于质疑、勇于创新、坚忍不拔的科学品质已悄然浸润到学生的心灵深处,内化为自己生命的一部分。这一切,都极大地丰富了学生对科学本质的认识,学生心灵也得到了科学精神的点化和润泽。